Потрясающие доказательства существования воды на Марсе положили конец научным спорам о том, была ли вода на Марсе в прошлом. Это явно произошло. Но это оставило нас с неловким вопросом: как именно выглядело это прошлое? Некоторые результаты утверждают, что на Марсе были долгоживущие океаны и озера. Другие утверждают, что вода в основном состояла из покрытых льдом тел, которые лишь изредка позволяли воде вырываться на поверхность.
Картина еще больше запутывается тем фактом, что некоторые или все из них могли быть правдой в разное время или в разных местах. Создание четкой картины помогло бы сформировать наше представление об окружающей среде, которая могла бы быть гораздо более благоприятной для жизни, чем все, что существует на современном Марсе.
В новой статье описываются доказательства того, что по крайней мере одна часть Марса прошла через множество влажных/сухих циклов, которые могут иметь решающее значение для естественного производства молекул, необходимых для жизни на Земле, хотя они не обязательно означают условия, в которых могла бы процветать сама жизнь. .
Ставим гекс на Марс
Результаты получены благодаря Curiosity, старшему из двух действующих марсоходов на планете, который исследует участок под названием Кратер Гейла. Примерно через 3000 марсианских дней своего исследования марсоход находился в месте, которое датируется примерно 3,6 миллиарда лет назад, во время относительно влажного гесперианского периода Марса. И он наткнулся на то, что было бы знакомо геймерам как гексагональная сетка: сотни каменных отложений шестиугольной формы на площади несколько сантиметров в поперечнике и не менее 10 сантиметров в глубину.
Эти особенности настолько малы, что их легко не заметить как просто еще одно скопление развеянных ветром обломков на красной планете. Но вблизи они поразительны: большие наборы шестиугольников, которые имеют общие стороны, создавая правильную сетку. Хотя есть некоторая неравномерность, линии, разделяющие их, в основном образуют трехсторонние пересечения с равными углами между каждой линией. А в местах, где эрозия по-разному повлияла на близлежащие экземпляры, ясно, что отдельные шестиугольники имеют высоту не менее 10 сантиметров.
Подобные формы были замечены на Плутоне, образованные конвекцией ледяной поверхности. Но они гораздо, намного крупнее, их можно обнаружить на значительном расстоянии от Плутона. Крошечный размер гексов на Марсе совершенно несовместим с конвекцией. Наоборот, это должно быть результатом высыхания грязи, что приводит к образованию трещин по мере того, как материал сжимается.
Сама вода может поступать либо извне, в виде наводнения, либо через грунтовые воды, которые впитываются на поверхность. Но опять же решающим фактором является крошечный размер этих элементов, указывающий на то, что промокли только верхние несколько сантиметров, что несовместимо с источником подземных вод. Чтобы сформировать правильные шестиугольные формы, также необходимо повторять циклы — эксперименты показывают, что требуется по крайней мере дюжина циклов, прежде чем вы начнете получать равные углы на стыке.
Таким образом, просто исходя из их формы, кажется, что эти шестиугольники являются продуктом многократного затопления. Химия это подтверждает. Камни в линиях, разделяющих отдельные шестиугольники, в основном представляют собой смесь сульфатов кальция и магния, которые легко выпадают в осадок из воды, когда условия становятся более сухими. Эти отложения сформируют более твердые породы, чем высохший ил, составляющий основную часть шестиугольников.
Исследователи, стоящие за этой работой, отмечают, что, по-видимому, регулярное, мягкое чередование влаги и сухости несовместимо со многими представлениями об источнике воды в прошлом Марса, такими как вулканическое таяние ледяных отложений. Вместо этого это согласуется с умеренными сезонными наводнениями, хотя невозможно сказать, была ли частота вращения связана с орбитой Марса, учитывая то, что мы знаем в настоящее время.
Крошечные строительные блоки
Сам по себе это хороший результат, который помогает ограничить наши представления о водном прошлом Марса, по крайней мере, когда и где образовались эти отложения. Но исследователи отмечают, что последствия гораздо шире, написав: «Среда, подверженная влажному и сухому циклу, считается благоприятной и, возможно, необходимой для пребиотической химической эволюции». Для тех, кто не знаком с термином, «пребиотическая химическая эволюция» — это ссылка на происхождение жизни.
Чтобы объяснить, почему влажный/сухой циклы влияют на это, нам нужно немного разобраться в химии. Небольшие строительные блоки сложных молекул, подобные тем, которые используются жизнью на Земле, очень легко образуются в самых разных условиях, и они были обнаружены в космосе и на таких телах, как астероиды. Задача состоит в том, чтобы определить химию, которая берет эти строительные блоки и на самом деле строит из них что-то сложное. В общем, это означает нахождение условий, при которых один или несколько строительных блоков сливаются, образуя более крупную молекулу, которая затем может вступать в реакцию с дополнительными строительными блоками.
Как оказалось, циклирование «влажный/сухой» может легко создать условия, благоприятные для такого рода реакций. Многие из строительных блоков содержат составные части молекулы воды — ОН, присоединенный к одному строительному блоку, и Н, присоединенный к другому. Это позволяет им вступать в реакции, в которых два строительных блока сливаются, высвобождая в процессе молекулу воды. Условия сушки, при которых большое значение имеет доступность воды для растворения таких веществ, как соли, делают эти реакции высвобождения воды еще более благоприятными.
Конечно, если что-то просто высыхает, то химия обычно останавливается, оставляя в песке лишь немного более крупную молекулу. Но повторяющиеся влажные/сухие циклы позволяют протекать дальнейшим реакциям, потенциально создавая все более крупные молекулы и потенциально смывая эти молекулы в места с постоянной водой, которая, вероятно, потребуется для формирования таких вещей, как клетки.
Нельзя не подчеркнуть, что у нас нет никаких доказательств того, что это действительно произошло ни на Марсе, ни на Земле. Но новые находки предполагают, что на Марсе существовала, по крайней мере, некоторая среда, совместимая с этой идеей.
No comments:
Post a Comment